Elasticsearch 如何实现时间差查询？

1、Elasticsearch 线上实战问题

问个问题啊，es能通过两个字段差值进行查询吗？类似select * from myindex where endtimes- starttime > 10这种？

——问题来源：死磕Elasticsearch 知识星球

那么问题来了，Elasticsearch 如何实现时间差的查询呢？

2、先说一下 MySQL 实现

2.1 MySQL 表结构

2.2 MySQL 样例数据

2.3 MySQL 计算时间差？

select timestampdiff(MINUTE, start_time, end_time) as span from test;

结果如下：

结果 15 代表 15 分钟的意思。

3、Elasticsearch 实现拆解

3.1 创建索引


PUT test-index-001
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "starttime": {
        "type": "date"
      },
      "endtime": {
        "type": "date"
      }
    }
  }
}

3.2 插入数据


POST test-index-001/_bulk
{"index":{"_id":1}}
{"starttime":"2022-06-08T10:00:00Z","endtime":"2022-06-08T10:15:00Z"}

3.3 方案一：直接类MySQL 查询实现


POST test-index-001/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "filter": {
        "script": {
          "script": {
            "source": "doc['endtime'].date.minuteOfDay - doc['starttime'].date.minuteOfDay >= 15",
            "lang": "expression"
          }
        }
      }
    }
  }
}

解读一下：

lang 指的是脚本语言，这里使用的是：expression，不是 painless 无痛脚本，所以写法和往常会不同。

更多推荐查看：

3.4 方案二：ingest 预处理空间换时间实现

核心使用的是：painless 无痛脚本。在对时间的脚本处理上略显笨拙（大家有好的方法可以交流）。

步骤1：时间字段转成字符串；
步骤2：字符串转成 ZonedDateTime 字段类型；
步骤3：ZonedDateTime 字段类型转成 long 长整形。
步骤4：求解两个整形之差就可以了。

实现如下代码所示：


PUT _ingest/pipeline/my_pipeline_20220618
{
  "processors": [
    {
      "script": {
        "lang": "painless",
        "source": """
        
        String start_datetime = ctx.starttime; 
        ZonedDateTime start_zdt = ZonedDateTime.parse(start_datetime); 
        
        String end_datetime =ctx.endtime; 
        ZonedDateTime end_zdt = ZonedDateTime.parse(end_datetime); 
        long start_millisDateTime = start_zdt.toInstant().toEpochMilli();
        long end_millisDateTime = end_zdt.toInstant().toEpochMilli();
        long elapsedTime = end_millisDateTime - start_millisDateTime;
      
        ctx.span = elapsedTime/1000/60;
        """
      }
    }
  ]
}
 
POST test-index-001/_update_by_query?pipeline=my_pipeline_20220618
{
  "query": {
    "match_all": {}
  }
}
 
POST test-index-001/_search
{
  "query": {
    "range": {
      "span": {
        "gte": 15
      }
    }
  }
}

如上 update_by_query 的实现完全可以转换为预处理+setting环节的 default_pipeline 方式实现，确保写入环节直接生成span字段值，确保候选实现空间换时间，提高检索效率。

default_pipeline 实现如下：


PUT test-20220619-10-02
{
  "settings": {
    "default_pipeline": "my_pipeline_20220618"
  },
  "mappings": {
    "properties": {
      "start_time": {
        "type": "date"
      },
      "end_time": {
        "type": "date"
      }
    }
  }
}
 
 
### 步骤2：导入数据
PUT test-20220619-10-02/_doc/1
{
  "start_time": "2022-01-01T12:00:30Z",
  "end_time": "2022-01-01T12:15:30Z"
} 
 
### 方案二优势地方：时间差值已经成为我们新的字段，直接用这个字段
POST test-20220619-10-02/_search
{
  "query": {
    "range": {
      "span": {
        "gte": 15
      }
    }
  }
}

如上实现，更简洁写法如下：


PUT _ingest/pipeline/my_pipeline_20220618_03
{
  "processors": [
    {
      "script": {
        "lang": "painless",
        "source": """
        
          // create a Instant object
        Instant start_instant = Instant.parse(ctx.starttime);
 
        // get millisecond value using toEpochMilli()
        long start_millisDateTime = start_instant.toEpochMilli();
        
        // create a Instant object
        Instant end_instant= Instant.parse(ctx.endtime);
 
        // get millisecond value using toEpochMilli()
        long end_millisDateTime = end_instant.toEpochMilli();
        long elapsedTime = end_millisDateTime - start_millisDateTime;
        ctx.span = elapsedTime/1000/60;
        """
      }
    }
  ]
}

3.5 方案三：runtime_field 实时检索实现


POST test-index-001/_search
{
  "fields": [
    "*"
  ],
  "runtime_mappings": {
    "span_value": {
      "type": "long",
      "script": {
        "source": "emit((doc['endtime'].getValue().toInstant().toEpochMilli() - doc['starttime'].getValue().toInstant().toEpochMilli())/60000)"
      }
    }
  }
}

核心：同样是转化为毫秒，然后做的计算。

注意：fields 要设置，否则数据 _source 下不显示。

4、小结

关于 Elasticsearch 实现时间差查询，本文给出三种不同方案实现，视频解读如下。

从简洁程度推荐方案 1 或者方案 3。

从性能角度推荐方案 2 ——空间换时间，方案 2 可以优化为写入的时候指定 default_pipeline 全部预处理实现。

你的业务环境有没有遇到类似问题，你是如何实现的呢？

参考

https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/modules-scripting-expression.html

https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/5.0/modules-scripting-expression.html#datefield_api

https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/painless/master/painless-datetime.html#_datetime_input_from_an_indexed_document

https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/painless/current/painless-api-reference-shared-java-time.html